Luận văn: Kết cấu thép 2

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

+++

Sè LIÖU THIÕT KÕ Sè LIÖU THIÕT KÕ

ThiÕt kÕ khung ngang nhµ c«ng nghiÖp mét tÇng, mét nhÞp víi c¸c sè liÖu cho ë b¶ng sau:

STT

L(m)

H1(m)

Q(T)

B(m)

i(%)

Vïng giã

4,8

1/8

IIA - A

§Þa h×nh B

Tõ b¶ng sè liÖu trªn: -NhÞp khung ngang L = 27m -Cao tr×nh ®Ønh ray H1 = 4,8m -Søc n©ng cÇu trôc Q = 5T(nhµ cã 2 cÇu trôc ho¹t ®éng, chÕ ®é lµm viÖc trung b×nh) -Bíc khung B = 6m -§é dèc cña m¸i i = 1/8 = 12,5% = 7,1250 -Ph©n vïng giã IIA-A -chiÒu dµi nhµ: 60 m -VËt liÖu thÐp m¸c CT34s cã cêng ®é: f = 21 kN/cm2 fv = 12 kN/cm2 fc = 32 kN/cm2 -Hµn tay,dïng que hµn N42. -VËt liÖu bul«ng liªn kÕt vµ bul«ng neo tù chän. -Bª t«ng mãng cÊp ®é bÒn B20 (M250) I.ThiÕt kÕ xµ gå m¸i.

1.CÊu t¹o m¸i:

-HÖ thèng m¸i thiÕt kÕ lµ m¸i nhÑ. T¶i träng t¸c dông lªn xµ gå m¸i gåm t¶i träng

do c¸c líp m¸i truyÒn xuèng, vµ chÞu c¸c ho¹t t¶i söa ch÷a m¸i khi m¸i h háng hoÆc

khi m¸i ®îc b¶o dìng.

+ CÊu t¹o m¸i bao gåm c¸c líp:

•Líp m¸i: Gåm líp t«n ngoµi cïng, ë gi÷a lµ líp b«ng thuû tinh c¸ch nhiÖt vµ trong

cïng lµ líp líi thÐp bªn trong

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :1- L p: TC06X3

ớ

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

Líp t«n sãng dµy 5mm.

C¸c th«ng sè kü thuËt cña tÊm lîp m¸i(Bao gåm tÊt c¶ c¸c líp)

Träng lîng tiªu chuÈn gtc(Kg/m2) 4,68

Träng lîng tÝnh to¸n gtt(Kg/m2) 4,914

Líp t«n mói dµy 5 mm

1,0 5

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :2- L p: TC06X3

ớ

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ồ

ộ

ế

Tr ườ thép 2

Líp b«ng thuû tinh Líp líi thÐp bªn trong

5 5

6 5,25

1,2 1,0 5

Tæng t¶i träng

14,68

16,164

• Xµ gå: Ta chän xµ gå ch÷ “ C ” lµ lo¹i xµ gå ®îc chÕ t¹o tõ thÐp c¸n

nguéi cho toµn bé dÇm ngang vµ cét. Chän kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c xµ gå

lµ 1,5m.

Do xµ gå cã ®é cøng bÐ khi chÞu uèn theo ph¬ng x-x do qy g©y

nªn, v× vËy ®Ó t¨ng ®é æn ®Þnh ngoµi mÆt ph¼ng uèn, ta cÊu t¹o hÖ

gi»ng xµ gå b»ng thÐp trßn cã t¨ng ®¬ hoÆc bul«ng F 16 - F

22. HÖ

gi»ng

chia

®«i

nhÞp

cña

xµ

gå.

x µ g å

3 0 2

g i»n g x µ g å

1,8

0 5 1

0 0 0 7 2

1.5

2 5 1

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :3- L p: TC06X3

ớ

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

ồ ữ

*Tính xà g ch C: Víi bíc cét B = 6 m ta s¬ bé chän lo¹i xµ gå: 6CS2,5· 070 cã c¸c th«ng sè sau:

Sè hiÖu

Ix (cm4)

x0 (cm)

Iy (cm4)

D (mm)

DiÖn tÝch (cm2)

Träng l- îng (kN/m)

ChiÒ u dÇy (mm)

B (mm)

195,2

2,04 30,34

150

1,8

5,39

0,0419

6CS2,5· 07 0

2. T¶i träng t¸c dông lªn xµ gå:

T¶i träng t¸c dông lªn xµ gå gåm: t¶i träng t«n lîp m¸i, t¶i träng líp

c¸ch nhiÖt, t¶i träng b¶n th©n xµ gå vµ t¶i träng do ho¹t t¶i söa ch÷a m¸i. • TÜnh t¶i m¸i: Do träng lîng kÕt cÊu m¸i truyÒn xuèng ®îc tÝnh

to¸n vµ thµnh lËp b¶ng díi ®©y:

C¸c líp

T¶i träng tiªu

T¶i träng tÝnh

HÖ sè vît t¶i

vËt liÖu m¸i T«n lîp m¸i Xµ gå m¸i C

- 1,05

chuÈn(kN/m2) 0,1468 0,0419

to¸n(kN/m2) 0,185 0,044

• Ho¹t t¶i m¸i: Theo tiªu chuÈn TCVN 2737-1995[2],trÞ sè tiªu

chuÈn cña ho¹t t¶i thi c«ng hoÆc söa ch÷a m¸i ( m¸i lîp t«n) lµ:

p =

2 m/kN3,0

, Víi hÖ sè vît t¶i n =1,3.

tc m

a =

7,125

T¶i träng tiªu chuÈn t¸c dông lªn xµ gå: víi

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :4- L p: TC06X3

ớ

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

(

)

(

+g = 0,1468+0,3 ×

+0,0419=0,717 kN/m

) tc q = g +p × m

tc m

tc xg

a cosα

1,5 0,992

T¶i träng tÝnh to¸n t¸c dông lªn xµ gå:

(

)

= 0,185+1,3×0,3 ×

+0,044=0,913kN/m

(

) tt q = g +p × m

tt m

tt xg

1,5 0,992

a cosα

2. KiÓm tra l¹i xµ gå võa chän:

Xµ gå díi t¸c dông cña líp m¸i, träng lîng b¶n th©n xµ gå vµ ho¹t t¶i

s÷a ch÷a ®îc tÝnh to¸n nh cÊu kiÖn chÞu uèn xiªn.Ta ph©n t¶i träng t¸c

dông lªn xµ gå theo hai ph¬ng. Víi trôc x-x t¹o víi ph¬ng ngang gãc

α=7,125 (®é dèc i = 12,5%).(cosα = 0,992; sinα = 0,124)

y q.cos a

x q.sin a

S¬ ®å tÝnh xµ gå theo ph¬ng x-x vµ ph¬ng y-y

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :5- L p: TC06X3

ớ

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

Ta cã:

xq =q .cosα=0,717×0,992=0,71kN/m

xq =q .cosα=0,913×0,992=0,905 kN/m

yq =q .sinα=0,717×0,124=0,089 kN/m

yq =q .sinα=0,913×0,124=0,113kN/m

=4,0725 kN.m

=407,25 kN.cm

M = x

tt q .B x 8

0,905×6 8

=0,1kN.m

=10 kN.cm

M = y

tt q .B y 32

0,089×6 32

+ KiÓm tra theo ®iÒu kiÖn cêng ®é:

s=s

(cid:0)

M x W x

M y W y

=26,028 m

W = x

2.I x D

2×195,21 15

=6,959 cm

W = y

y B-x

30,34 6,4-2,04

407,25

=17,083kN/cm

MM x + W W 26,028 6,959

g £

σ=17,08 < f.γ =23 kN/cm c

(cid:0)

Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn cêng ®é.

+ KiÓm tra theo ®é vâng:

(cid:0)

0, 005

§iÒu kiÖn:

1 200

D� � = � � B � �

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :6- L p: TC06X3

ớ

D (cid:0)

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

-2

tc x

=0,004832

Ta cã:

5 Δ = B 384

3 q .cos .B E.I

5 384

0,71.10 .cos7,125×600 4 2,1×10 ×195,21

0, 005

0, 0048

NhËn thÊy

Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn vÒ ®é

D� � = � �� B

vâng.

VËy xµ gå ®· chän tho¶ m·n yªu cÇu.

D (cid:0)

II. X¸c định kÝch thước chÝnh của khung ngang.

1. Theo phương đứng.

*X¸c ®Þnh kÝch theo ph¬ng ®øng:

- ChiÒu cao H2 tõ ®Ønh ray cÇu trôc ®Õn ®¸y xµ ngang:

H2 = Hk + b Trong ®ã: - HK: ChiÒu cao cÇu trôc Hk = 870mm - b : Khe hë an toµn gi÷a cÇu trôc vµ xµ ngang, lÊy b = 300 mm

H2 = 870 + 300 =1170 (mm)

Chän H2= 1,2m

- ChiÒu cao phÇn cét trªn tÝnh tõ vai cét ®ì dÇm cÇu trôc ®Õn ®¸y xµ

ngang:

Htr = H2 + Hdct + Hr

(cid:222)

(

)

.6= 0,6÷0,75 m

hdct =

chọn hdct = 0,7 m

1 1 ÷ 8 10

� � � � .B= � � � � � � � �

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :7- L p: TC06X3

ớ

(cid:0)

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

Trong ®ã: - Hdct: ChiÒu cao cña dÇm cÇu trôc, Hdct = 700 (mm)

- Hr : ChiÒu cao cña ray, Hr = 300 (mm)

Htr = 1200 + 700 + 300 = 2200 (mm)

- ChiÒu cao cét tÝnh tõ cao tr×nh mÆt nÒn ®Õn ®Ønh cét ( díi ®¸y xµ

ngang) lµ:

Hc = H1 + H2+ H3

Trong ®ã: - H1 : ChiÒu cao tõ mÆt nÒn ®Õn cao ®é mÆt ray (®Ò bµi cho

H1=4,8m)

- H3: PhÇn cét ch«n díi mÆt nÒn, lÊy H3 = 0 (mm)

Hc = 4800 + 1200 + 0= 6000 (mm)

- ChiÒu cao phÇn cét díi tÝnh tõ mÆt mãng ®Õn mÆt trªn cña vai cét:

Hd = Hc - Htr = 6000 - 2200 = 3800 (mm)

(cid:222)

2. Theo phương ngang.

V× nhµ cã cÇu trôc víi søc n©ng Q=5T< 30T nªn coi trôc định vị

trïng với mÐp ngoài của cột (a = 0) ﬁ

Nhịp của cầu trục là:

kL =L-2.λ=27-2.0,75=25,5m

l = 0,75 m - đối với sức trục < 30 T

Chiều cao tiết diện cột chọn theo yªu cầu độ cứng :

(

)

1 20

1 � � 15 �

1 � � H= � � 15 � �

� .6= 0,4÷0,3 m � �

Chọn h = 40 cm .

Kiểm tra khe hở giữa cầu trục và cột khung :

z= -h=0,75-0,4=0,35(m)>z =0,18m

(zmin tra theo catalo cÇu trôc)

min

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :8- L p: TC06X3

ớ

ﬁ

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

i = 12,5%

= 1 2 , 5 %

+6,0

0 0 2 2

+3,8

0 0 0 6

Q=5t

0 0 8 3

+ 0.000

27000

3. Sơ đồ tÝnh khung ngang.

Do sức n©ng của cầu trục kh«ng lớn nªn ta chọn phương ¸n cột

tiết diện kh«ng đổi với độ cứng là I1. V× nhịp khung là 27m nªn chọn

phương ¸n xà ngang cã tiết diện thay đổi h×nh nªm, dự kiến vị trÝ thay

đổi tiết diện c¸ch đầu xà 4,5m. Với đoạn xà dài 4,5m, độ cứng ở đầu xà

và cuối xà là I1 và I2 tương ứng (giả thiết độ cứng của xà và cột tại chỗ

liªn kết xà-cột như nhau). Với đoạn xà dài 9m, độ cứng ở đầu và cuối xà

giả thiết bằng I2 (tiết diện kh«ng đổi). Giả thiết sơ bộ tỷ số độ cứng (I-

2+I1 )/I1= 1,23 (tức là tiết diện của c¸c cấu kiện xà và cột được khai b¸o

trong phần mềm SAP2000 chÝnh là c¸c tiết diện được chọn ). Do nhà

cã cầu trục nªn chọn kiểu liªn kết giữa cột khung với mãng là ngàm tại

mặt mãng. Liªn kết giữa cột với xà ngang và liªn kết tại đỉnh xà ngang là

liªn kết ngàm. Trục cột khung lấy trïng với trục định vị để đơn giản ho¸

tÝnh to¸n và thiªn về an toàn. Sơ đồ tÝnh khung ngang như h×nh vẽ.

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :9- L p: TC06X3

ớ

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

I 2

+6,0

I 1

I1 I1

0 0 2 2

+3,8

0 0 0 6

0 0 8 3

+ 0.000

4500

9000

4500

27000

S¬ ®å tÝnh khung ngang

III. Tải trọng t¸c dụng lªn khung ngang.

1.T¶i träng thêng xuyªn (tÜnh t¶i)

a 0 7,125 (sin

0,124;cos

0,992)

Độ dốc m¸i i = 12,5%

T¶i träng thêng xuyªn (tÜnh t¶i) t¸c dông lªn khung ngang bao gåm

träng lîng cña c¸c líp m¸i, träng lîng b¶n th©n xµ gå, träng lîng b¶n th©n

khung ngang vµ dÇm cÇu trôc.

-Träng lîng b¶n th©n c¸c tÊm lîp , líp c¸ch nhiÖt, xµ gå m¸i lÊy

b»ng 0,15kN/m2

-Tr ng l ọ

ư ng b n th©n xµ ngang lÊy s

ả

ợ

ơ b b»ng 1 KN/m

ộ

Tæng tÜnh t¶i ph©n bè lªn t¸c dông lªn xµ ngang :

+1×1,05=2,04 kN/m

qtt =

1,1×0,15×6 0,992

- Träng lîng b¶n th©n cña t«n têng vµ xµ gå têng lÊy t¬ng tù nh víi

m¸i chän lµ: 0,15 kN/m2,t¶i träng nµy quy vÒ lùc tËp trung ®Æt ë hai

®Çu ®Ønh cét nh sau:

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :10- L p: TC06X3

ớ

(cid:0)

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

ttG =

γ .g .B.h =1,1.0,15.6.6=5,94 (kN) g

cot

-Träng lîng b¶n th©n dÇm cÇu trôc chän s¬ bé lµ 1 kN/m .Quy

thµnh lùc tËp trung vµ m«men lÖch t©m ®Æt t¹i cao tr×nh vai cét:

α .γ .L = 1,05.1.6 = 6,3 KN.

Lùc tËp chung: Gdct =

dct

M« men:

ttM =6,3.(l - 0,5.h) = 6,3.(0,75 - 0,5.0,4) =3,465 KNm

2,04kN/m

5,94 kN

6,3 kN

0 0 2 2

3,465 kNm

0 0 0 6

0 0 8 3

S¬ ®å tÝnh to¸n khung víi

t¶i träng thêng xuyªn(tÜnh t¶i)

2.Ho¹t t¶i: 2.1 Ho¹t t¶i söa ch÷a m¸i: Theo TCVN, trÞ sè tiªu chuÈn cña ho¹t t¶i thi c«ng hoÆc söa chöa m¸i (m¸i lîp t«n) lµ 0,3kN/m2, hÖ sè vît t¶i lµ 1,3. Quy ®æi vÒ t¶i träng ph©n bè ®Òu trªn xµ ngang nh h×nh vÏ:

1,3 0,3 6 1,3 0,3 6 =

2,35

q tt =

(kN/m)

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

cos

0,992

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :11- L p: TC06X3

ớ

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

2,35 kN/m

0 0 0 2

0 0 2 2

0 0 8 3

ho ¹ t t ¶i m¸ i n öa t r ¸ i

h o ¹ t t ¶i m¸ i n öa ph ¶i

S¬ ®å tÝnh khung víi ho¹t t¶i m¸i

3. Tải trọng giã.

Tải trọng giã t¸c dụng vào khung ngang gồm 2 thành phần là giã

t¸c dụng vào cột và giã t¸c dụng trªn m¸i.Theo TCVN 2737-1995[3],

ph©n vïng giã IIA-A cã ¸p lực giã tiªu chuẩn W0 = 0,83KN/m2, hệ số vượt

tải là 1,2.

Căn cứ vào h×nh dạng mặt bằng nhà và gãc dốc của m¸i, c¸c hệ

số khÝ động cã thể x¸c định theo sơ đồ trong bảng III.3 phụ lục. Nội suy

ta cã:

=0,222

=> Néi suy tuyÕn tÝnh ®îc Ce1 = - 0.195

=2,22>2

H 6 = L 27 α=7,125 b 60 = L 27

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

Ce2 = -0,4 ; Ce3 = -0,5

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :12- L p: TC06X3

ớ

(cid:222)

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ồ

ộ

ế

Tr ườ thép 2

C =-0,4

C = - 0 , 1 9 5

e 1

3 e

5 0 - = C

8 0 + = C

± 0.00

27000

q =γ×w ×k×c×B

T¶i träng giã tÝnh theo c«ng thøc:

Víi:

: lµ hÖ sè vît t¶i cña t¶i träng giã lÊy 1,2

0w : lµ ¸p lùc giã tiªu chuÈn ,

0w =0,83 KN/m2

k: HÖ sè quy ®æi xÐt ®Õn sù ph©n bè ¸p lùc giã

c: HÖ sè khÝ ®éng

B: Bíc khung b»ng 6 m.

Tải trọng giã t¸c dụng lªn cột: Víi chiÒu cao cña cét H = 6 m tra b¶ngIII.2

(Cãnéi suy) ta ®îc k= 1,092

PhÝa đãn giã: q1 = 1,2.0,83.1,092.0,8.6 = 5,22 KN/m

PhÝa khuất giã: q2 = 1,2.0,83.1,092.0,5.6 = 3,26 KN/m

Tải trọng giã t¸c dụng trªn m¸i: ChiÒu cao tõ nÒn lªn dÕn ®Ønh m¸i

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :13- L p: TC06X3

ớ

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

H=6,375m tra b¶ng III.2 (Cã néi suy) ta ®îc k = 1,1

PhÝa đãn giã: q3 = 1,2.0,83.1,1.0,195.6 = 1,28 KN/m.

PhÝa khuất giã: q4 = 1,2.0,83.1,1.0,4.6 = 2,629 KN/m.

2,629kN/m

1 , 2 8 k N / m

m N k 6 2

m N k 2 2

± 0.00

27000

g i ã t h á i t õ b ª n t r ¸ i

1,28kN/m

2 , 6 2 9 k N / m

m N k 2 2

m N k 6 2

± 0.00

27000

g i ã t h á i t õ b ª n ph ¶ i

4. Hoạt tải cầu trục.

Theo bảng II.3 phụ lục, c¸c th«ng số cầu trôc søc n©ng 5 tấn nh

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :14- L p: TC06X3

ớ

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

Ch.ca

Søc

Nhị

Khoảng

Bềrộn

T.lượn

¸p.lực

C¸ch

trôc

Pmax

Pmin

Gabari

Xe con

Đ¸y

G(T)

(KN)

Zmin(mm

)

Lk(m)

Gxe(T)

Kk(mm

Hk(mm

)

Bk(mm

)

25,

870

180

4500

3800

9,7

0,495

49,8 23,7

Tải trọng cầu trục t¸c dụng lªn khung ngang bao gồm ¸p lực đứng

và lực h·m ngang, x¸c định như sau:

a) Áp lực đứng của cầu trục.

Tải trọng thẳng đứng của b¸nh xe cầu trục t¸c dụng lªn cột th«ng

qua dầm cầu trục được x¸c định bằng c¸ch dïng đường ảnh hưởng phản

lực gối tựa của dầm và xếp c¸c b¸nh xe của 2 cầu trục s¸t nhau vào vị

trÝ bất lợi nhất, x¸c định được c¸c tung độ yi của đường ảnh hưởng, từ

đã x¸c định được ¸p lực thẳng đứng lớn nhất và nhỏ nhất của c¸c b¸nh

xe cầu trục lªn cột:

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :15- L p: TC06X3

ớ

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ồ

ộ

ế

Tr ườ thép 2

B=4500

K=3800

Pmax

1500

700

2200

5300

6000

y1=1

y2=0.367

y4=0.25

y3 = 0.883

Đường ảnh hưởng để x¸c định Dmax, Dmin

Ta cã: y1 = 1

y =0,367

y 1 y

6000 2200

1 y

(cid:0)

(cid:0) = = y =0,883 5300 6000 y 3 1 y 3 y 1

(cid:0) = = y =0,25 1500 6000 y 4 1 y 4 y 1

D = n .γ .P . c p max

max

(cid:0)

D =n .γ .P . c p min

min

Víi: nc lµ hÖ sè tæ hîp, nc = 0,85 khi xÐt t¶i träng do hai cÇu trôc

chÕ ®é nhÑ hoÆc trung b×nh.

lµ hÖ sè vît t¶i cña ho¹t t¶i cÇu trôc,

g = 1,1

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :16- L p: TC06X3

ớ

(cid:0)

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ồ

ộ

ế

Tr ườ thép 2

iy = 1+0,367+0,883+0,25=2,5

maxD =0,85.1,1.49,8.2,5=116,4 KN

minD =0,85.1,1.23,7.2,5=55,398 KN

C¸c lực Dmax và Dmin th«ng qua ray và dÇm cầu trục sẽ truyền vào

vai

là

cột,

đã sẽ

lệch

t©m so với

trục cột

e = λ - 0,5.h=0,75 - 0,5.0,4 = 0,55m . Trị số của c¸c m« men lệch t©m

tương ứng:

Mmax = Dmax.e = 116,4.0,55 = 64,02 KN.m

Mmin = Dmin.e = 55,398.0.55 = 30,469 KN.m

116,4 kN

55,398 kN

0 0 2 2

64,02 kNm

30,469 kN.m

0 0 8 3

27000

d max n ª n c é t t r ¸ i

d max n ª n c é t ph ¶ i

(cid:0)

Sơ đồ tÝnh khung với tải trọng đứng của cầu trục

b) Lực h·m ngang của cầu trục.

Lực h·m ngang tiªu chuẩn của 1 b¸nh xe cầu trục lªn ray:

tc T = 1

T 0 n

Víi: T0 lµ lùc h·m ngang cña toµn bé cÇu trôc,

T =0,5.k .(G+G ) f xe

fk lµ hÖ sè ma s¸t, lÊy b»ng 0,1 víi cÇu trôc cã mãc mÒm.

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :17- L p: TC06X3

ớ

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

0n lµ sè b¸nh xe ë mét bªn cÇu trôc, 0n =2

=1.373(KN).

tc T = 1

T 0,05.(Q+G ) 0,05.(50+4,95) n

Lực h·m ngang của toàn cầu trục truyền lªn cột đặt vào cao tr×nh

dầm h·m c¸ch vai cét 0,7 m : ChiÒu cao ®Æt lùc: 3,8+0,7=4,5 (m)

y =0,85.1,1.1,373.2,5=3,209(KN)

tc T=n .γ .T . 1

0 0 2 1

7,798kN

7,798 kN

0 0 8 4

27000

l ù c h ∙ m l ª n c é t t r ¸ i

l ù c h ∙ m l ª n c é t ph ¶ i

S¬ ®å tÝnh khung víi lùc h·m ngang cña cÇu trôc

(cid:0)

IV. X¸c ®Þnh néi lùc, tæ hîp néi lùc.

Nội lực trong khung ngang được x¸c định với từng trường hợp chất tải

bằng phần mềm SAP2000 Version 10. Kết quả tÝnh to¸n được thể hiện

dưới dạng c¸c biểu đồ và c¸c bảng thống kª nội lực. Dấu của nội lực

được lấy theo quy định chung trong Sức bền vật liệu.

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :18- L p: TC06X3

ớ

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

Quy ước chiều dương của nội lực theo Sức bền vật

liệu

1. S¬ ®å tÝnh kÕt cÊu S¬ ®å tÝnh lµ hÖ khung ph¼ng, c¸c thanh liªn kÕt víi nhau b»ng c¸c nót cøng vµ ch©n cét liªn kÕt ngµm víi mãng:

S¬ ®å tÝnh khung

2.Gi¶ thiÕt :

- TiÕt diÖn cét :hc = 50 cm ; bf = 25 cm; tf = 1,0 cm ;tw = 0,6 cm.

- TiÕt diÖn xµ 1 :hx = 50 cm ; bf = 25 cm; tf = 1,0 cm ;tw = 0,6 cm.

tiÕt diÖn xµ 2 :hx = 28 cm ; bf = 25 cm; tf = 1,0 cm ;tw = 0,6 cm.

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :19- L p: TC06X3

ớ

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ồ

ộ

ế

Tr ườ thép 2

Díi ®©y thÓ hiÖn víi c¸c TH chÊt t¶i :

Trêng hîp chÊt t¶i tÜnh t¶i

Ho¹t t¶i m¸i tr¸i chÊt t¶i

Ho¹t t¶i m¸i ph¶i chÊt t¶i

Ho¹t t¶i c¶ m¸i chÊt t¶i

ChÊt t¶i Giã tr¸i sang

ChÊt t¶i Giã ph¶i sang

ChÊt t¶i Dmax tr¸i

ChÊt t¶i Dmax ph¶i

ChÊt t¶i Lùc h·m tr¸i

ChÊt t¶i Lùc h·m ph¶i

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :20- L p: TC06X3

ớ

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

*Díi ®©y thÓ hiÖn h×nh d¹ng biÓu ®å néi lùc cho khung víi c¸c TH

chÊt t¶i:

Momen do tinh tai (M)

L c d c do tinh tai (N)

ự ọ

L c c t do tĩnh t

i (V)

ự ắ

ả

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :21- L p: TC06X3

ớ

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

Momen do hoat tai mái trái (M)

N i l c do ho t t

i mái trái (N)

ộ ự

ạ ả

L c c t do ho t t

i mái trái (V)

ự ắ

ạ ả

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :22- L p: TC06X3

ớ

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ồ

ộ

ế

Tr ườ thép 2

Momen do ho t t

i mái ph i (M)

ạ ả

ả

L c doc do ho t t

i mái ph i (N)

ạ ả

ự

ả

L c c t do ho t t

i mái ph i (V)

ự ắ

ạ ả

ả

Momen do ho t t

i c mái (M)

ạ ả ả

L c d c do ho t t

i c mái(N)

ự ọ

ạ ả ả

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :23- L p: TC06X3

ớ

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

L c c t do ho t t

i c mái (V)

ự ắ

ạ ả ả

Momen do ho t t

i gió trái (M)

ạ ả

L c d c do ho t t

i gió trái (N)

ự ọ

ạ ả

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :24- L p: TC06X3

ớ

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ồ

ộ

ế

Tr ườ thép 2

L c c t do ho t t

i gió trái (V)

ự ắ

ạ ả

Momen do ho t t

ạ ả

i gió ph i (M) ả

L c d c do ho t t

i gió ph i (N)

ự ọ

ạ ả

ả

L c c t do ho t t

i gió ph i (V)

ự ắ

ạ ả

ả

Momen do Dmax trái (M)

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :25- L p: TC06X3

ớ

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ồ

ộ

ế

Tr ườ thép 2

L c d c do Dmax trái (N)

ự ọ

L c c t do Dmax trái (V)

ự ắ

Momen do Dmax ph i (M)

ả

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :26- L p: TC06X3

ớ

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ồ

ộ

ế

Tr ườ thép 2

L c d c do Dmax ph i (N)

ự ọ

ả

L c c t do Dmax ph i (V)

ự ắ

ả

Momen do l c hãm Tmax trái (M)

ự

L c d c do l c hãm Tmax trái (N)

ự ọ

ự

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :27- L p: TC06X3

ớ

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ồ

ộ

ế

Tr ườ thép 2

L c c t do l c hãm Tmax trái (V)

ự ắ

ự

Momen do l c hãm Tmax ph i (M)

ự

ả

L c d c do l c hãm Tmax ph i (N)

ự ọ

ự

ả

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :28- L p: TC06X3

ớ

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

L c c t do l c hãm Tmax ph i (V)

ự ắ

ự

ả

3. Tæ hîp néi lùc Tõ kÕt qu¶ tÝnh to¸n néi lùc nh trªn ta tiÕn hµnh lËp b¶ng tæ hîp néi lùc ®Ó t×m ra trêng hîp néi lùc bÊt lîi nhÊt ®Ó tÝnh to¸n tiÕt diÖn khung. Víi cét ta xÐt 4 tiÕt diÖn: ®Çu cét, vai cét (2 tiÕt diÖn), ch©n cét. Víi xµ ngang ta xÐt 3 tiÕt diÖn: ®Çu rêng, 1/3 rêng, ®Ønh rêng. T¹i mçi tiÕt diÖn cã c¸c trÞ sè M, N, Q. Ta xÐt 2 lo¹i tæ hîp - Tæ hîp c¬ b¶n 1: gåm tÜnh t¶i thêng xuyªn vµ 1 ho¹t t¶i. - Tæ hîp c¬ b¶n 2: gåm t¶i träng thêng xuyªn vµ nhiÒu ho¹t t¶i nh©n víi hÖ sè tæ hîp 0.9.

V. Thi t k ti ế ế ế ệ t di n c u ki n. ệ ấ

Thi t k ti t di n xà ngang. ế ế ế ệ

a) Đo n xà 4,5 m (ti t di n thay đ i). ạ ế ệ ổ

Xác đ nh chi u dài tính toán. ề ị

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :29- L p: TC06X3

ớ

V i t thi t là b ng nhau, ta có: ớ ỷ ố ộ ứ s đ c ng c a xà và c t đã gi ủ ộ ả ế ằ

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ồ

ộ

ế

Tr ườ thép 2

=1.

=0,222

I cot H

I xa L

6 27

� �� : � ��

μ=

=1,47

n+0,56 n+0,14

0,222+0,56 0,222+0,14

(cid:0)

V y chi u dài tính toán trong m t ph ng khung c a xà xác đ nh theo công ẳ ủ ề ặ ậ ị

8,89

l = x

th c:ứ

μ.H c os7,125

1, 47.6 0,992

h p n i l c ch n c p n i l c tính toán: T b ng t ừ ả ổ ợ ọ ặ ộ ự ộ ự

M = - 245,7 KN.

N = - 81,63 KNm.

V = 56,16KN.

Đây là c p n i l c t i ti t di n đ u xà, trong t h p n i l c do các tr ộ ự ạ ế ặ ệ ầ ổ ợ ộ ự ườ ng

i tr ng 1,4 gây ra: h p t ợ ả ọ

3 =1178,571(cm )

yc W = x

M 247,5.10 f.γ

21.1

Mô men ch ng u n c n thi t di n xà ngang xác đ nh theo công th c: ố ầ ố t c a ti ế ủ ế ứ ệ ị

Chi u cao c a ti t di n xà xác đ nh t đi u ki n t ủ ề ế ệ ị ừ ề ệ ố ư ậ ệ i u v chi phí v t li u ề

h=k.

=(1,15-1,2).

=(50,97-53,18)cm

(cid:0) Ch n h = 50 cm.

theo công th c sau v i b dày b n b ng xà ch n s b 0,6 cm: ả ụ ọ ợ ộ ớ ề ứ

yc W x t

1178,571 0,6

ọ

=0,14cm

t =0,6cm > w

3 V 2 h.f .γ

3 56,16 2 50.12.1

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :30- L p: TC06X3

ớ

Ki m tra l i b dày b n b ng t đi u ki n ch u c t: ể ạ ề ả ụ ừ ề ị ắ ệ

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

Di n tích ti t c a b n cánh xà ngang xác đ nh theo công th c: ệ ế t di n c n thi ệ ầ ế ủ ả ứ ị

)

19,937

yc f

b t ( . f

h 2

3 t h . w w 12

50 2

3 0, 6.48 12

2 = 2 49

� . � �

� yc W � x �

� � 2 = . 1178,571. � � 2 h � � f

(cid:0) - -

Theo các yêu c u c u t o và n đ nh c c b , kích th c ti ụ ộ ấ ạ ầ ổ ị ướ ế ủ ả t di n c a b n ệ

cánh đ c ch n nh sau: ượ ư ọ

t 3 ; w

(cid:0) (cid:0)

t (

)

h 1/ 2 1/ 5 ;

(cid:0)

h ;18

1 � � 10 �

� ; � �

ﬁ (cid:0) Ch n tọ f = 1,0 cm; bf = 25 cm.

E f

0 1

0 8 4

0 0 5

0 1

250

(cid:0)

Ti t di n xà 4,5 m ế ệ

Tính l ạ i các đ c tr ng hình h c: ư ặ ọ

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :31- L p: TC06X3

ớ

A = 0,6.48 + 2.(1,0.25) = 78,8cm2;

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ồ

ộ

ế

Tr ườ thép 2

3 w

-2

=35546,27cm

I = x

b .h f 12

25.50 12

3 � 0,5.(25-0,6).48 � 12 �

� � �

� 0,5.(b -t ).h f � 12 �

� = � �

3 f

+2.

=2605,03cm

I = y

3 .h w 12

t .b f 12

3 0,6 .48 12

3 1,0.25 12

=1421,85cm

W = x

I h

2.35546,27 50

=21,24 cm

i = x

I x A

35546, 27 78,8

;

]

[ =41,85< λ =120

λ = x

l i

8,89.10 21, 24

=41,85.

=1,323

λ =λ . x

f E

21 2,1.10

=16,68

m = x

78,8 1421,85

M A 245,7.10 = . 81,63 N W x

Tra b ng ph l c IV.5 - v i lo i ti t di n s 5, ta có: ụ ụ ạ ế ả ớ ệ ố

=0,5

=1,25

l 1, 4 0, 2

1, 4 0, 2.1,323 1,135

= x

A A

- - (cid:0) (cid:0) (cid:0) - - ;

=0,868

= 1,165

A A

1,0.25 0,6.48

(cid:0) ; n i suy ộ V i ớ

mh .

= 1,165.16, 68 19, 43 20

m e

(cid:0) (cid:0) Không c n ki m tra b n. ề ể ầ

T i ti ạ ế ể t di n đ u xà có mô men u n và l c c t cùng tác d ng nên c n ki m ự ắ ụ ệ ầ ầ ố

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :32- L p: TC06X3

ớ

tra ng su t t ng đ ng t i ch ti p xúc gi a b n cánh và b n b ng: ấ ươ ứ ươ ạ ả ụ ữ ả ỗ ế

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ồ

ộ

ế

Tr ườ thép 2

+ t

g 1,15.

2 1

13.

2 =16,59(KN/cm )

(cid:0)

σ = 1

245,7.10 48 1421,85 50

hM w W h x

2 =1,613(KN/cm )

τ = 1

Trong đó: .

56,16.612,5 35546,27.0,6

V.S f I .t x w

f là mô men tĩnh c a m t cánh d m đ i v i tr c trung hoà x-x:

t .b .(h-t ) 1,0.25.(50-1,0) f

3 =612,5(cm )

trên: S Ở ố ớ ụ ủ ầ ộ

S = f

2 2 σ = 16,59 +3.1,613 =16,824(KN/cm )<1,15fγ =1,15.21.1=24,15(KN/cm )

V y:ậ

=1`2,2<0,5

=0,5.

=15,81

b t

0,5(b -t ) f w t

0,5.(25-0,6) 1,0

E f

2,1.10 21

=80<5,5

=5,5.

=173,925

E f

h t

48 0,6

2,1.10 21

Ki m tra n đ nh c c b c a b n cánh và b n b ng: ụ ộ ủ ả ả ụ ể ổ ị

ﬁ B n b ng không b m t n đ nh c c b d ụ ộ ướ ị ấ ổ ả ụ ị i tác d ng c a ng su t pháp ủ ứ ụ ấ

=80<3,2

=3,2.

=101,193

E f

h t

48 0,6

2,1.10 21

(nên không ph i đ t s n d c). ả ặ ườ ọ

ﬁ B n b ng không b m t n đ nh c c b d ụ ộ ướ ị ấ ổ ụ ả ị ấ ế i tác d ng c a ng su t ti p ủ ứ ụ

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :33- L p: TC06X3

ớ

(nên không ph i đ t s n ngang). ả ặ ườ

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

=80<2,5

=2,5.

=80,06

h t

48 0,6

E f

2,1.10 21

ﬁ B n b ng không b m t n đ nh c c b d ụ ộ ướ ị ấ ổ ụ ả ị i tác d ng c a ng su t pháp ủ ứ ụ ấ

và ng su t ti p (không ph i ki m tra các ô b ng). ấ ế ứ ụ ể ả

V y ti ậ ế ệ t di n xà đã ch n là đ t yêu c u. ọ ạ ầ

b) Đo n xà 9 m (ti t di n không đ i). ạ ế ệ ổ

h p n i l c ch n c p n i l c tính toán: T b ng t ừ ả ổ ợ ọ ặ ộ ự ộ ự

M = 71,86 KNm.

N = -76,3 KN.

V = -9,29 KN.

i ti t di n cu i xà, trong t h p n i l c do các tr Đây là c p n i l c t ặ ộ ự ạ ế ệ ố ổ ợ ộ ự ườ ng

i tr ng 1, 4 gây ra: h p t ợ ả ọ

3 =342,19(cm )

yc W = x

M 71,86.10 f.γ

21.1

Mô men ch ng u n c n thi t di n xà ngang xác đ nh theo công th c: ố ầ ố t c a ti ế ủ ế ứ ệ ị

Chi u cao c a ti t di n xà xác đ nh t đi u ki n t ủ ề ế ệ ị ừ ề ệ ố ư ậ ệ i u v chi phí v t li u ề

h=k.

=(1,15-1,2).

=(27,46-28,66)cm

yc W x t

342,19 0,6

theo công th c sau v i b dày b n b ng xà ch n s b 0,6 cm: ọ ợ ộ ả ụ ớ ề ứ

=> Ch n h = 28 cm. ọ

Ki m tra l i b dày b n b ng t đi u ki n ch u c t: ể ạ ề ả ụ ừ ề ị ắ ệ

0, 6

0, 0415

3 2 .

V h f g .

3 9, 29 2 28.12.1

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :34- L p: TC06X3

ớ

(cid:0)

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

Di n tích ti t di n c n thi t c a b n cánh xà ngang xác đ nh theo công th c: ệ ế ệ ầ ế ủ ả ứ ị

)

10, 04

yc f

b t ( . f

h 2

3 t h . w w 12

28 0, 6.26 2

2 = 2 27

� . � �

� yc W � x �

� � 2 = . 324,19. � � 2 h � � f

(cid:0) - -

Theo các yêu c u c u t o và n đ nh c c b , kích th c ti ụ ộ ấ ạ ầ ổ ị ướ ế ả t di n c a b n ủ ệ

cánh đ c ch n nh sau: ượ ư ọ

cm 3 ;

(cid:0) (cid:0)

t (

)

h 1/ 2 1/ 5 ;

(cid:0)

h ;18

1 � � 10 �

� ; � �

ﬁ (cid:0) Ch n tọ f = 1,0 cm; bf = 25 cm.

E f

0 1

0 6 2

0 8 2

0 1

250

(cid:0)

Ti t di n xà 9 m ế ệ

Tính l ạ i các đ c tr ng hình h c: ư ặ ọ

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :35- L p: TC06X3

ớ

A = 0,6.25 + 2.(1,0.25) = 65cm2;

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

3 h ). w

9995, 467

b h . f 12

f 12

3 25.28 12

� 0,5.(25 0, 6).26 � 12 �

3 � = � �

� b 0,5.( � � �

� = � � �

=713,97cm

W = x

- - - -

I h

2.9995,467 28

8,57

;

71,86.10 76,3

65 713,97

M A . N W x

ng không đáng k so Do xà ngang có đ d c nh , nên nh h ộ ố ả ỏ ưở ng c a l c d c th ủ ự ọ ườ ể

11, 24(

KN cm /

)

g f

21(

KN cm /

76,3 71,86.10 713,97 65

N M + A W n

t di n s đ c ki m tra b n theo công th c sau: v i mô men.vì v y ti ớ ậ ế ệ ẽ ượ ứ ề ể

T ng t trên, c n ki m tra ng su t t ng đ ng t ươ ự ấ ươ ứ ể ầ ươ ạ ữ ả i ch ti p xúc gi a b n ỗ ế

cánh và b n b ng: ả ụ

.15,1

f g .

2 1

t .3 2 1

19,5(

KN cm /

)

s = 1

71,86.10 26 28

342,19

hM w W h x

V S .

0,544(

KN cm /

)

Trong đó: .

t = 1

9, 29.351 9995, 467.0, 6

I t . x w

f là mô men tĩnh c a m t cánh d m đ i v i tr c trung hoà x-x:

trên: S Ở ố ớ ụ ủ ầ ộ

h t

)

t b . f

351(

)

1, 0.26.(28 1, 0) 2

- - .

19,5

3.0,544

19,52(

KN cm /

) 1,15

g f

1,15.21.1 24,15(

KN cm /

)

(cid:0) V y:ậ

Do ti t di n xà đã ch n có kích th ế ệ ọ ướ c nh h n đo n xà 4,5 m (ti ạ ỏ ơ ế ổ t di n xà thay đ i) ệ

nên không c n ki m tra n đ nh c c b c a b n cánh và b n b ng. ụ ộ ủ ả ả ụ ể ầ ổ ị

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :36- L p: TC06X3

ớ

VI. Thi t k các chi ti t khác. ế ế ế

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

1. Liên k t c t và xà ngang. ế ộ

C p n i l c dùng đ tính toán liên k t là c p gây kéo nhi u nh t cho các bu ế ộ ự ể ề ặ ấ ặ

lông t t di n đ u xà. T b ng t h p ch n đ c: i ti ạ ế ệ ầ ừ ả ổ ợ ọ ượ

M = -245,74 KNm.

N = -81,63 KN.

V = 56,16 KN.

Đây là c p n i l c trong t h p n i l c do các tr ng h p t i tr ng 1,4 gây ộ ự ặ ổ ợ ộ ự ườ ợ ả ọ

Liªn kÕt nèi ®Ønh cét vµ rêng cã thÓ dïng liªn kÕt bul«ng, liªn kÕt hµn, liªn kÕt ®inh t¸n. Do rêng

m¸i cã chiÒu dµi lín nªn thêng ®îc khuyÕch ®¹i trªn c«ng trêng nªn nÕu dïng liªn kÕt hµn hoÆc

®inh t¸n th× rÊt khã kh¨n cho viÖc thi c«ng vµ chÊt lîng ®êng hµn kh«ng ®¶m b¶o. V× vËy ngêi ta

thêng dïng liªn kÕt bul«ng cêng ®é cao cã mÆt bÝch.

Mét kÕt cÊu khung nhµ c«ng nghiÖp mét tÇng cã tiÕt diÖn ch÷ I ®îc liªn kÕt khuyÕch ®¹i t¹i

c«ng trêng b»ng bu l«ng chÞu t¸c dông nh h×nh vÏ:

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :37- L p: TC06X3

ớ

ra, Trình t tính toán nh sau: ự ư

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

to¸n cña mét sè níc trªn thÕ giíi thÊy r»ng viÖc tÝnh to¸n chÞu c¾t c¬ b¶n gièng nhau nhng tÝnh

to¸n liªn kÕt chÞu m«men th× kh¸c nhau nhiÒu.

Nh h×nh vÏ trªn tr×nh bµy mét liªn kÕt mÆt bÝch víi 2 hµng bu l«ng chÞu m«men M. khi cha

chÞu t¶i träng th× øng suÊt nÐn trªn mÆt bÝch vµ øng suÊt kÐo trong bu l«ng do siÕt chÆt lµ

tôc t¨ng m«men lín h¬n th× diÖn chÞu øng suÊt nÐn trªn mÆt bÝch cµng bÞ thu hÑp l¹i vµ lµm

t¨ng lùc kÐo trong bu l«ng ë d∙y ngoµi cïng. Khi øng suÊt trong bul«ng ngoµi cïng ®¹t ®Õn tr¹ng th¸i

giíi h¹n ch¶y, nÕu tiÕp tôc t¨ng m«men ®Õn c¸c bul«ng cßn l¹i trong phÇn chÞu kÐo còng ®¹t giíi

h¹n ch¶y.

chÞu kÐo cña bul«ng) ta cÇn ph¶i x¸c ®Þnh trôc trung hoµ cña liªn kÕt. Trôc trung hoµ n»m trªn ®

chÞu nÐn ë phÝa ®èi diÖn.

quan ®iÓm cña hiÖp héi kÕt cÊu Anh Quèc (British construction steel works association) vÒ trôc

ngoµi cïng (hµng bu l«ng chÞu kÐo Ýt h¬n).

a) Tính toán bu lông liên k t.ế

Ch n bu lông c ng kính bu lông d ki n là d=24 ọ ườ ng đ cao c p b n 8.8, đ ấ ề ộ ườ ự ế

mm (l ỗ ạ lo i C). B trí bu lông thành 2 dãy v i kho ng cách gi a các bu lông tuân th ớ ữ ả ố ủ

các quy đ nh trong b ng I.13 ph l c (Hình 3.28a). ụ ụ ả ị

n gia c ng cho m t bích v i kích th Phía ngoài c a c t b trí m t c p s ủ ộ ố ộ ặ ườ ườ ặ ớ ướ ấ c l y

nh sau: ư

ﬁ ‡ B dày: ề ch n tọ s = tf = 1cm.

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :38- L p: TC06X3

ớ

ﬁ B r ng (ph thu c vào kích th ề ộ ụ ộ ướ ủ c c a m t bích) ặ ch n lọ s = 10,5 cm.

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

hs =1,5ls = 1,5.10,5 = 15,75 cm ﬁ Chi u cao: ề ch n họ s = 16 cm.

Kh năng ch u kéo c a m t bu lông: ủ ả ộ ị

500

400

320

240

160

su?n

b?n cánh

0 4

0 2 1

0 1

0 5 2

0 7 1

0 2 1

0 4

105

500

630

[N]tb = ftb.Abn = 40.3,52 = 140,8 KN.

Trong đó:

ng đ tính toán ch u kéo c a bu lông (B ng I.9 ph l c), ftb – c ườ ụ ụ ủ ả ộ ị

ftb = 400 N/mm2 = 40 KN/cm2;

t di n th c c a thân bu lông (B ng I.11 ph l c), Abn – di n tích ti ệ ế ự ủ ụ ụ ệ ả

Abn = 3,52 cm2;

[

]

.7,0

110

.1.14,3.

36,35

g Af hb

1 b

25,0 7,1

Kh năng ch u tr t c a m t bu lông c ả ị ượ ủ ộ ườ ng đ cao: ộ

Trong đó:

hb = 0,7fub;

ng đ tính toán ch u kéo c a v t li u bu lông c fhb – c ườ ậ ệ ủ ộ ị ườ ng đ cao ộ

trong liên k t ma sát, f ế

ub = 1100 N/mm2 = 110 KN/cm2 (v i mác thép 40Cr);

fub – c ườ ng đ kéo đ t tiêu chu n c a v t li u bu lông (B ng I.12 ph ẩ ủ ậ ệ ứ ả ộ ụ

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :39- L p: TC06X3

ớ

l c), fụ ớ

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ồ

ộ

ế

Tr ườ thép 2

14,3

d 4

t di n c a thân bu lông, ; A – di n tích ti ệ ế ệ ủ

g b1 – h s đi u ki n làm vi c c a liên k t, ệ ố ề ệ ủ ế g b1 = 1 do s bu lông trong ố ệ

liên k t n = 14>10; ế

m thi t là ,g b2 – h s ma sát và h s đ tin c y c a liên k t. V i gi ệ ố ộ ậ ủ ệ ố ế ớ ả ế

m không gia công b m t c u ki n nên theo [1]: = 0,25, g b2 = 1,7; ề ặ ấ ệ

f = 1.

ng m t ma sát c a liên k t, n nf – s l ố ượ ủ ế ặ

Theo đi u 6.2.5 TCXDVN 338-2005[1], trong tr ng h p bu lông ch u c t và ề ườ ị ắ ợ

t. kéo đ ng th i thì c n ki m tra các đi u ki n ch u c t và ch u kéo riêng bi ề ị ắ ể ệ ầ ờ ồ ị ệ

Ta có, l c kéo tác d ng vào m t bu lông ụ ự ộ ở ự dãy ngoài cùng do mô men và l c

d c phân vào (do mô men có d u âm nên coi tâm quay trùng v i dãy bu lông phía ọ ấ ớ

trong cùng):

max

N n

Mh 1 2 h i

(cid:0) (cid:0)

75,81

245, 74.10 .40 + + + 2

)

81, 63 = 14

( 2. 8

( Ở trên l y d u tr vì N là l c nén). ừ ấ ấ ự

Do Nbmax = 75,81 KN < [N]tb = 140,8 KN nên các bu lông đ kh năng ch u l c. ủ ả ị ự

[

]

4, 01

35,36

Ki m tra kh năng ch u c t c a các bu lông theo công th c sau: ị ắ ủ ứ ể ả

V n

56,16 14

b) Tính toán m t bích. ặ

B dày m t bích xác đ nh t đi u ki n ch u u n: ề ặ ị ừ ề ệ ố ị

1,1

1,1.

1,13

)

(

10.75,81 (25 10).21

bb N 1 max + b b f 1

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :40- L p: TC06X3

ớ

(cid:0) ;

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ồ

ộ

ế

Tr ườ thép 2

(

)

1,1

1,1.

2, 6

N )

(

+ (

)

+ 10.75,81 50 40 32 24 16 8 + 40. 25 40 .21

b 1 i b h f 1

(cid:0) (cid:0) .

ﬁ ch n t = 2 cm. ọ

c) Tính toán đ ng hàn liên k t ti t di n c t (xà ngang) v i m t bích. ườ ế ế ệ ộ ặ ớ

- =

- +

4.(12 1) 2.(10,5 1) 63

cm .

T ng chi u dài tính toán c a các đ ng hàn phía cánh ngoài (k c s n): ủ ề ổ ườ ể ả ở ườ

(cid:0)

L c kéo trong b n cánh ngoài do mô men và l c d c phân vào: ự ọ ự ả

573,54

245, 74.10 40

81, 63 2

M N � � h 2 �

� � = � � � �

� = � �

(cid:0) - .

0, 795

yc f

V y chi u cao c n thi t c a các đ ng hàn này là: ề ầ ậ ế ủ ườ

(

)

N k f

573,81 63.(0, 7.18).1

g min

. (cid:0)

Chi u cao c n thi t c a các đ ề ầ ế ủ ườ ng hàn liên k t b n b ng c t v i m t bích ụ ế ả ộ ớ ặ

(coi các đ ng hàn này ch u l c c t l n nh t đ nh c t xác đ nh t b ng t ườ ị ự ắ ớ ấ ở ỉ ộ ị ừ ả ổ ợ ộ h p n i

0, 047

yc f

l c):ự

(

)

V f

56,16 2.(48 1).(0, 7.18).1

g min

. - (cid:0)

f = 7 mm.

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :41- L p: TC06X3

ớ

K t h p c u t o, ch n chi u cao đ ng hàn trong liên k t là h ế ợ ấ ạ ề ọ ườ ế

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

200 200

6 bu l « n g t h ¦ ê n g 6 bu l « n g t h ¦ ê n g

x µ g å C x µ g å C

1 0

Ø18 Ø18

hf = 6mm hf = 6mm

hf = 7mm

0 6 1

0 0 2 2

0 4

hf =7mm

0 7 1

0 5 2

14 bu l « n g Ø24

0 4

40 100

630

480 500

mÆt c ¾t 11

a a

2. M i n i đ nh xà. ố ố ỉ

Trong b ng t h p ch n c p gây kéo nhi u nh t cho các bu lông t ả ổ ợ ọ ặ ề ấ i ti ạ ế ệ t di n

đ nh xà (đ nh mái): ỉ ỉ

M = 71,86 KN

N = -76,3 KNm

V = -9,29KN.

Đây là c p n i l c trong t h p n i l c do các tr ng h p t i tr ng 1,4 gây ộ ự ặ ổ ợ ộ ự ườ ợ ả ọ

ra. T ng t trên, ch n bu lông c ng kính bu lông d ươ ự ọ ườ ng đ cao c p b n 8.8, đ ấ ề ộ ườ ự

ki n là d = 20 mm (l lo i C). B trí bu lông thành 2 hàng. ế ỗ ạ ố Ở ả phía ngoài c a 2 b n ủ

cánh xà ngang b trí 2 c p s n gia c ng cho m t bích, kích th ặ ườ ố ườ ặ ướ c nh sau: ư

B dày: ts = 1 cm. ề

hs = 10,5 cm. Chi u cao: ề

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :42- L p: TC06X3

ớ

ls = 1,5hs = 1,5.10,5 = 15,75 cm ﬁ B r ng: ề ộ Ch n lọ s = 16 cm.

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

250 10

120

5 0 1

5 4 0 7 0 5

0 6 1

0 9 4

0 0 4

0 8 2

0 2 1

0 5 0 7 5 4

170 250

bè t r Ý bu l « n g t r o n g l iª n k Õt ®Øn h x µ

L c kéo tác d ng vào m t bu lông dãy d ự ụ ộ ở ướ ọ i cùng do mô men và l c d c ự

phân vào (do mô men có d u d ng nên coi tâm quay trùng v i dãy bu lông phía trên ấ ươ ớ

cùng):

max

cos n

a sin n

Mh 1 2 h i

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

50, 07

71,86.10 .40 28

2.(12

2 40 )

9, 29.0,148 = 8

56,16.0,992 + 8 =

]

[

50, 07

max

(cid:0)

a trên: do đ d c mái i = 1/8 nên sin = 0,124; cosa = 0,992). ( Ở ộ ố

c ki m tra theo công th c: Kh năng ch u c t c a các bu lông đ ị ắ ủ ả ượ ứ ể

sin

a cos

[

]

0,11

35,56

+ 56,16.0,124 9, 29.0,992 8

(cid:0) - .

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :43- L p: TC06X3

ớ

B dày m t bích xác đ nh t đi u ki n ch u u n: ề ặ ị ừ ề ệ ố ị

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ồ

ộ

ế

Tr ườ thép 2

1,1

1,1.

0,91

)

(

10.50, 07 + (25 10).21

bb N 1 max + b b f 1

)

(cid:0) ;

1,1

1,1.

0,942

N )

(

)

( 10.50, 07. 40 28 12 + 40. 25 40 .21

b 1 bi b h f 1

(cid:0) (cid:0) .

ﬁ ch n t = 1cm. ọ

- +

- =

T ng chi u dài tính toán c a các đ ng hàn phía cánh ngoài (k c s n): ủ ề ổ ườ ể ả ở ườ

[

] - + 2. 0,5.(25 0, 6) 1

] 2. 0,5.(25 1) 1

2.(10,5 1) 63, 4

cm .

- - (cid:0)

L c kéo trong b n cánh d i do mô men, l c d c và l c c t gây ra: ự ả ướ ự ọ ự ắ

cos 2

a sin 2

M N � � h �

� = � �

(cid:0) (cid:0)

664, 26

71,86.10 10

56,16.0,992 + 2

9, 29.0,124 2

� � �

� = � �

0,83

yc f

V y chi u cao c a các đ ng hàn này là: ủ ề ậ ườ

(

)

N k f

664, 24 63, 4.(0, 7.18).1

g min

. (cid:0)

Chi u cao c n thi t c a các đ ng hàn liên k t b n b ng c t v i m t bích: ề ầ ế ủ ườ ế ả ụ ộ ớ ặ

0, 014

yc f

a (

V )

sin l

+ 56,16.0,124 9, 29.0,992 2.(25 1).(0, 7.18).1

a cos g min

(cid:0) - . - (cid:0)

f = 6mm.

K t h p c u t o, ch n chi u cao đ ng hàn trong liên k t là h ế ợ ấ ạ ề ọ ườ ế

nh p). 3. M i n i xà ( ố ố ở ị

Vi c tính toán và c u t o m i n i xà là hoàn toàn t ng t trên. Do ti ố ố ấ ạ ệ ươ ự ế t di n xà ệ

ngang t i v trí n i gi ng nh t i đ nh mái và n i l c t i ch n i xà nh h n nên ạ ị ư ạ ỉ ộ ự ạ ố ố ỏ ơ ỗ ố

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :44- L p: TC06X3

ớ

không c n tính toán ki m tra m i n i. C u t o liên k t nh hình v . ẽ ố ố ấ ạ ư ể ế ầ

ế ấ ng Đ i H c Ki n Trúc Hà N i Đ án k t c u

ạ ọ

ộ

ồ

ế

Tr ườ thép 2

5 4

5 0 1

4 5

0 7

1 0 5

0 5

1 2 0

0 6 1

0 9 4

0 8 2

4 9 0

1 6 0

hf = 6mm

0 5

1 2 0

0 7

hf = 6mm hf = 6mm

5 0 1

5 4

4 5

2 0

4 0

170 250 mÆt c ¾t 11

6. Liên k t b n cánh v i b n b ng c t và xà ngang. ớ ả ụ ế ả ộ

max = 56,16 KN.Chi uề

L c c t l n nh t trong xà ngang là t ự ắ ớ ấ i ti ạ ế t di n đ u xà V ầ ệ

0, 075

yc f

ng hàn liên k t gi a b n cánh và b n b ng xà ngang là: cao c n thi ầ t c a đ ế ủ ườ ả ụ ữ ả ế

V S max ( ) b f

56,16.337,5 2.9995, 467.(0, 7.18).1

g min

25.1.(28 1) / 2 337,5(

f = 0,6 cm.

K t h p c u t o, ch n chi u cao đ ng hàn h ế ợ ấ ạ ề ọ ườ

f = 0,6 cm.

Ti n hành t ng t , ch n chi u cao đ ế ươ ự ề ọ ườ ớ ả ng hàn liên k t b n cánh v i b n ế ả

ọ

GVHD: Th/s Mai Tr ng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :45- L p: TC06X3

ớ

b ng c t là h ộ ụ